第七章电能计量装置的接线检查

1、第七章第七章第七章 电能计量装置的接线检查电能计量装置的接线检查 电能计量装置的接线检查分为停电检查和带电能计量装置的接线检查分为停电检查和带电检查两种电检查两种 1 1停电检查停电检查 新装互感器、更换互感器以及二次回路的电能计量装置投入运行之前，都必须在停电的情况下进行接线检查。 停电检查的内容：检查电能表接线正确与否、互感器停电检查的内容：检查电能表接线正确与否、互感器的变比、极性、三相互感器的接线组别以及进行二次电缆的变比、极性、三相互感器的接线组别以及进行二次电缆导通和接线端子标志的核对。导通和接线端子标志的核对。 2 2带电检查带电检查 对于经过停电检查的电能计量装置，在投对于经过

2、停电检查的电能计量装置，在投入运行后首先应进行带电检查。入运行后首先应进行带电检查。 对于正在运行中的电能计量装置应定期进对于正在运行中的电能计量装置应定期进行带电检查。行带电检查。第七章第七章 电能计量装置的接线检查电能计量装置的接线检查第七章第七章 电能计量装置的接线检查电能计量装置的接线检查 第一节 互感器的错误接线分析 第二节 有功电能表的错误接线分析 第三节 电能计量装置接线检查的相量图法 第四节 电量的抄读及退补电量的计算 第一节第一节 互感器的错误接线分析互感器的错误接线分析 一、电流互感器绕组极性接反时情况分析 二、电流互感器公共线断开时情况分析 三、电压互感器一次断线时情况分

3、析 四、电压互感器二次断线时情况分析 五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析 一、电流互感器绕组极性接反时情况分析一、电流互感器绕组极性接反时情况分析 1 1电流互感器为两相星形（电流互感器为两相星形（V V形）接线，二次形）接线，二次a a相相绕组极性接反时绕组极性接反时 在图7-1所示的三相三线电路中，根据基尔霍夫电流定律,得到ia+ib+ic=0,此时a相的电流为-ia,所以ib=-ia+ic,当三相负载对称时，则 ，b线电流值增大了 倍。 3baii3一、电流互感器绕组极性接反时情况分析一、电流互感器绕组极性接反时情况分析 结论： 电流互感器采用电流互感器采用V形接线形接线时，任何一台

4、互感器绕组的极时，任何一台互感器绕组的极性接反，则公共线上性接反，则公共线上b相电流相电流都要增大都要增大 倍。倍。3一、电流互感器绕组极性接反时情况分析一、电流互感器绕组极性接反时情况分析 2 2电流互感器为三相星形电流互感器为三相星形(Y(Y形形) )接线接线, ,二次二次a a相绕组极相绕组极性接反时性接反时 在图7-2所示的三相三线电路中，得到 ，此时的a相电流为 ,因为 ,所以 。acbIIIncbaIIIIaIanII2一、电流互感器绕组极性接反时情况分析一、电流互感器绕组极性接反时情况分析 结论： 电流互感器采用电流互感器采用Y形形连接时，任何一台互感器连接时，任何一台互感器绕组

5、的极性接反，则公共绕组的极性接反，则公共接线上的电流接线上的电流In为每相电为每相电流值的流值的2倍。倍。二、电流互感器公共线断开时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析 1 1电流互感器为电流互感器为V V形接线，公共接线断开时形接线，公共接线断开时 原理接线图和等值电路图如图7-3所示。 根据电流源和电压源的等值变换原理，将 等值变换为电压源。等效电压源的电动势 ,忽略Zb，可以得到图7-4的等值电路图。 caII和00ZIEZIEccaa、二、电流互感器公共线断开时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析通过图7-4，根据叠加原理，首先求出ojacacacaakeIIIZEZEZE

6、ZEI30000023)(21)(2122二、电流互感器公共线断开时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析 同理得到 结论：ojcacacckeIIIZEZEI300023)(2122 电流互感器采用电流互感器采用V V形连接时形连接时, ,当公当公共线断开时，流过电能表电流线圈的共线断开时，流过电能表电流线圈的电流比原值减小了电流比原值减小了0.8660.866倍倍, ,且相位也且相位也发生改变了。发生改变了。二、电流互感器公共线断开时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析 2 2电流互感器为电流互感器为Y Y形连接形连接, , 公共接线断开时公共接线断开时 电流互感器为Y形连接公共

7、线断开时的原理接线图和等值电路图如图7-5所示。 二、电流互感器公共线断开时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析根据节点电位法求出)(31)(311110000000cbacbaCbaFEIIIZEEEZZZZEZEZEU二、电流互感器公共线断开时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析 公共线未断开前，得到 公共线断开后，各相的故障电流为 、 和 。从等值电路图中得到 0ZIEaa0ZIEbb0ZIEcc001()3aFEabcEI ZUZIIIaIbIcI二、电流互感器公共线断开时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析 所以 )(31)(310cbaacbaaaIIIIIIIZ

8、EI)(31)(310cbabcbabbIIIIIIIZEI)(31)(310cbaccbaccIIIIIIIZEI三、电压互感器一次断线时情况分析三、电压互感器一次断线时情况分析 正常情况下，电压互感器二次线电压正常情况下，电压互感器二次线电压UabUabUbcUbcUcaUca100(V)100(V)。如果线路出现故障，则二次线电压将发生变化。如果线路出现故障，则二次线电压将发生变化。 1 1电压互感器为电压互感器为V V，v v接线接线, ,一次一次A A相断线相断线 如图7-6所示,由于A相断线,故二次对应绕组无感应电动势。三、电压互感器一次断线时情况分析三、电压互感器一次断线时情况分

9、析 所以所以 UabUab0 0 （V V） UcaUcaUbcUbc100100（V V） 同理，可推出C相断线时 UabUca=100（V） Ubc0（V） 三、电压互感器一次断线时情况分析三、电压互感器一次断线时情况分析 2 2电压互感器为电压互感器为V V，v v接线，一次接线，一次B B相断线相断线 如图7-7所示，B相断线，对两个互感器来讲，如同是单相串联，外加电压只有Uca，此时一、二次的电压比为仍然是KU。 所以所以 UcaUca100V 100V ，UabUabUbcUbcUca/2Uca/25050（V V） 3 3电压互感器为电压互感器为Y,yY,y接线接线, ,一次一次

10、A A相相( (或或B B相、相、C C相相) )断线断线 如图7-8所示,A相断线后,A相绕组无感应电动势，故Uao0(V), 所以所以UabUabUcaUcaUpUp（相电压）（相电压）57.757.7（V V）, ,而而UbcUbc（与断相无（与断相无关的线电压）仍然为关的线电压）仍然为100100（V V）。）。 四、电压互感器二次断线时情况分析四、电压互感器二次断线时情况分析 当电压互感器二次断线时，其二次电压值与互感器的接线形式无关，而与互感器是否接入二次负载有关。 1 1二次二次a a相断线相断线 电压互感器二次接有负载，为一只三相三线有功电 能表（其接线方式为 和 ）和一只三相

11、三线无功电能表（其接线方式为 和 ）cbUabUbcUacU四、电压互感器二次断线时情况分析四、电压互感器二次断线时情况分析 二次a相断线时原理 接线图如图7-9（a）所示。其等值电路如图7-9（b）所示。 所以所以UbcUbc100V 100V ，12abcabcUUU 四、电压互感器二次断线时情况分析四、电压互感器二次断线时情况分析 2 2二次二次b b相断线相断线 如果二次接有同前一样的负载，当b相断线时，可画出图7-10（b）所示的等值电路图。 四、电压互感器二次断线时情况分析四、电压互感器二次断线时情况分析 按阻抗大小分配得到的电压值为按阻抗大小分配得到的电压值为 UcaUca100

12、100（V V） UabUab（2/32/3）10010066.766.7（V V） UbcUbc（1/31/3）10010033.333.3（V V） 五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析 1 1电压互感器为电压互感器为V,vV,v接线接线, ,若二次若二次abab相极性接反时相极性接反时 由图7-11（a）所示，得到二次绕组b的同名端与一次绕组A的同名端相对应。 因此 Uca173（V），UabUbc 100（V）五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析 结论： 电压互感器采用电压互感器采用V,vV,v接线接线,

13、,若二若二次或一次的任一个绕组极性接反时次或一次的任一个绕组极性接反时, ,其二次电压其二次电压UabUab和和UbcUbc仍为仍为100V100V，而，而U Ucaca为为173V173V。 五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析 2 2电压互感器为电压互感器为Y,yY,y接线接线, ,若若a a相绕组极性接反时相绕组极性接反时 如图7-12(a)所示,由于a相绕组极性接反,因此, 的相位与 相反 所以Ubc100（V），而UabUca57.7（V）aUAU五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析 结论： 电压互感器采

14、用电压互感器采用Y,yY,y接线，接线，若二次或一次的任一个绕组极若二次或一次的任一个绕组极性接反时，则与反接相有关的性接反时，则与反接相有关的线电压为线电压为57.7(V),57.7(V),而与反接相而与反接相无关的线电压仍为无关的线电压仍为100100（V V）。）。第二节第二节 有功电能表的错误接线分析有功电能表的错误接线分析 一、单相有功电能表的错误接线分析 二、三相四线有功电能表的错误接线分析 三、三相三线有功电能表的错误接线分析 一、单相有功电能表的错误接线分析一、单相有功电能表的错误接线分析 单相有功电能表只有一组电磁元件，接线较为简单，因此错误接线时容易被发现。这里不作介绍。

15、二、三相四线有功电能表的错误接线分析二、三相四线有功电能表的错误接线分析 分相法 保持其中任一元件的电压和电流，而断保持其中任一元件的电压和电流，而断开其他元件所加的电压，在正确接线下，电开其他元件所加的电压，在正确接线下，电能表的转盘应正转，若三相负载对称时，其能表的转盘应正转，若三相负载对称时，其转速约为原来的转速约为原来的1/3，若转盘反转或转速相，若转盘反转或转速相差较大，则可能有错误接线。差较大，则可能有错误接线。 三、三相三线有功电能表的错误接线分析三、三相三线有功电能表的错误接线分析 我们假定在下述条件下来分析各种错误接线时电能表测量功率的变化情况： （1）三相电路完全对称。（2

16、）三相电源为正相序。（3）电流线路和电压线路互相间没有接错线。（4）电流和电压回路没有短路和断路。（5）没有b相电流流入电能表电流线圈。 这样，接到电能表对应的三个电压端子的三相电压顺序只有以下3种可能a一b一cb一c一ac一a一b三、三相三线有功电能表的错误接线分析三、三相三线有功电能表的错误接线分析 对每只电能表电流线圈来讲，通入的电流只有以下4种可能 两个电流线圈可能有以下8种电流组合 3组电压、8组电流共可以组成24种接线方式。根据不同的接线方式，画出相量图，写出功率表达式，来判断接线是否正确。 ;aaccIIII;acacacaccacacacaIIIIIIIIIIIIIIII、三、

17、三相三线有功电能表的错误接线分析三、三相三线有功电能表的错误接线分析 三相三线有功电能表的正确接线方式 和 ，电压相序为ab一c，通入的电流为 、 ， 如图7-14所示。 cI,abaUI,cbcUIaI三、三相三线有功电能表的错误接线分析三、三相三线有功电能表的错误接线分析 如果a相电流回路有错误接线，误将 接入第一元件的电流线圈，如图7-15（a）所示。 aI三、三相三线有功电能表的错误接线分析三、三相三线有功电能表的错误接线分析 根据其接线方式和相量图图7-15（b），得到的功率表达式 显然在错误接线下，表计测得的功率值不是正比于三相电路中的有功功率值。 sin)30cos()30cos

18、()30cos()150cos(UIUIIUIUPcocococcbaoaab三、三相三线有功电能表的错误接线分析三、三相三线有功电能表的错误接线分析 总之： 根据各种功率表达式来判断电能根据各种功率表达式来判断电能表转向。在感性负载下，表转向。在感性负载下，2424种接线方种接线方式中有式中有6 6种接线方式使电能表正转，种接线方式使电能表正转，6 6种使电能表反转，种使电能表反转，6 6种使电能表停转，种使电能表停转，6 6种使电能表转向不定。其中只有一种种使电能表转向不定。其中只有一种是正确接线方式。是正确接线方式。 第三节第三节 电能计量装置接线检查的相量图法电能计量装置接线检查的相量

19、图法 一、基本原理 二、具体作图方法及步骤 一、基本原理一、基本原理 相量图法是通过画电流相量图来确定接到电能表中的究竟是什么电压，什么电流。 三相三线有功电能表中电压和电流之间的相量关系如图 7-17所示。 一、基本原理一、基本原理 在三相电压对称的情况下，从电流相量 的顶端分别向电压相量 和 作垂直线，分别得到 和 。由图7-17得到 cos(30)cos(90)oaaoaaIIII aIaIaIabUbcU 反之，若已知 和 ，则通过 和 的顶端分别作 和 的垂直线，两根垂直线的交点和三相对称电压的交点之连接线即为电流相量 若将功率表的电压线圈接入 电压，电流线圈通入电流 ，则测出的功率

20、为 cos(30)cos(30)oabab aoaaaPU IUIUII一、基本原理一、基本原理aIaIaIaIaIabUbcUaIabU一、基本原理一、基本原理 将瓦特表的电压线圈改接为 ，电流维持不变，则测出的功率为 用功率表测得的功率 Pab 和 Pbc 表示电流相量 在对应的电压相量上投影的相对值。 cos(90)cos(90)obcbcaoaaaPU IUIUIIbcUaI一、基本原理一、基本原理 因此我们可以得出如下结论： 在三相电路中，用一只功率表或电能表，其电流线圈保持同一相电流，而电压线圈分别加以任意两个不同的线电压，那么功率表的指示值即为此电流相量在两个线电压相量上的投影，

21、两个投影的合成相量即是此电流相量（位置）。 二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 在现场绘制相量图（也称六角图）最方便的方法是用两只单相标准表，利用转换开关进行，具体步骤如下： （1）两只标准表接线方式和现场校表接线相同，第一只表接 ，第二只表接 。 （2）同时启动两只标准表，转t秒后停标准表，读得第一只表的示值为 （代表 、 形成的电能）和第二只表的示值为 （代表 、 形成的电能）。abaUI、cbcUI、abU2WaIcbUcI1W二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 （3）把第一只表的电压线a和第二只表的电压线c互换。 （4）再同时启动两只标准表，转t秒后停标准表，读得第

22、一只表的示值 为（ 、 ）和第二只表的示值为 为 。 由（2）和（4）得到了1122()()()()abacbaabccbcWUIWUIWUIWUI、，、，、aI1WcbUabcU I、2W二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 （5）画出电压相量 。选取合适的比例，在电压相量 上截取 ，在电压相量 上截取 ，通过 和的顶端分别作 和 的垂直线，它们相交于Q点，连接 即为所求的电流相量 ，如图7-18所示。 abU1W1W1WOQcbabcbaUUUUU、和、aIcbU1W1W二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 （6）再在 上截取 ，在 上截取 ，过其顶端作 的垂直线，连接O点

23、至垂直线交点即为所求电流相量 。 cI2WcbabUU和abUcbU2W二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 （7）分析电流相位： 分析电流相位就是分析接到电能表中第一元件和第二元件的电流是否确实是 。 怎样分析电流相位，即电流相位是迟后还是超前相应的相电压，决定于用户负载性质。为了简化问题，我们假定是在感性负载下测量，一般情况下，用户的功率因数较好，即角较小，所以电流相量应迟后于相应的相电压一个角，这是分析电流相位的重要依据；其次我们假定三相电压的相序是正相序，即ab一c。acII 和 分析电流相位时，需注意以下几点：分析电流相位时，需注意以下几点： 1 1）若画出的电流相量为负序，

24、说明接线有错误。因为）若画出的电流相量为负序，说明接线有错误。因为我们假设的是正相序，应将我们假设的是正相序，应将 对调，改为正相序。对调，改为正相序。 2 2）若画出的电流相量是超前就近相电压，例如）若画出的电流相量是超前就近相电压，例如 超超前前 ， 超前超前 ，说明与假定的感性负载不符，应将电流，说明与假定的感性负载不符，应将电流相量分别改为相量分别改为 和和 。 3 3）若画出的两个电流相量不是相差）若画出的两个电流相量不是相差120120o o, ,而是相差而是相差6060o o, ,说明可能有一个电流互感器极性接反了，应将超前相电压的说明可能有一个电流互感器极性接反了，应将超前相电

25、压的电流反相。电流反相。 二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤caII和cIaIaIcIaUcU二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 （8）电流相位确定以后，电流相量 的就近相电压应为 ， 的就近相电压应为 ，余者为 。 （9）根据重新确定后的相电压相序，定出相应的线电压，便可找出错误接线了。aIcIbUaUcU二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 【例7-1】某高压计量用户，负载为感性，功率因数为0.8-0.9，用两只标准表测得数据见表7-1所示，试用相量图法分析计量表计的接线方式。解： （1）画出 ，画出 ，如图 7-19所示。 cbaUUU和、)()(bccbba

26、abUUUU和二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 （2）根据 值在 上截取60，根据 值在 上截取210，过60和210处作垂直线，其交点与O点连线即为 。 （3）同理，由 值在 上截取150，而 是负值（-90），所以应在 上截取90，两条垂直线的交点与O点连线即为 。 （4）分析电流相位:由图上得到超前的角度是240o,显然是负相序，应将 改换为 ,使之成为正相序。acII、()caII)、(cI2WabUbcU2WaI1WcbUabU1W （5）定电压相序：由于负载是感性，因此超前电流 的就近相电压应是 ，超前电流 的就近相电压为 ，余者为 。 分析结论：电压元件接线无错误，而

27、电流元件接线有分析结论：电压元件接线无错误，而电流元件接线有错误，即电能表的错误接线方式为错误，即电能表的错误接线方式为 。 acbcabIUIU、和、)aI(cI)aUbUcU二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 【例7-2】某用户，情况与上例相同，测得数据见表7-2所示，试分析其接线方式 二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 解：（1）画出 ，如图7-20所示。 )()(bccbbaabcbaUUUUUUU、和、二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 （2）由 和 画出 。 （3）由 和 画出 。 （4）分析电流相位：由图上

28、得到 是负相序，应该将其互换改为正相序，即 。aI1WacII、()caII)、(1W2WcI2W二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤（5）定电压顺序： 的就近电压应是 ， 的就近电压应是 ，余者为 。（6）根据定出的相电压相序，确定出 应改为 ， 应改为 。 分析结论：电压顺序为cab，电流顺序为 、 ，即错误接线方式为 。()aI(cI)）（aU）（cU）（bUabUcaUcbUbaUaIcI,abaccaIUIU和第四节第四节 电量的抄读及退补电量的计算电量的抄读及退补电量的计算 一、电量的抄读 二、退、补电量的计算 一、电量的抄读一、电量的抄读 由计度器的积算原理可知，从电能表

29、计度器窗口上读得的示数应乘以计度器的倍率才是电能表测得的电量；若电能表是经互感器间接入电路，还必须将电能表的示数再乘互感器的变比才是实际的用电量。有时，与电能表实际联用互感器的额定变比与电能表铭牌上标注的电流、电压互感器的变比是不相同的，这时，应将电能表的示数乘以实用倍率才是电能表的示数乘以实用倍率才是实际的用电量。实用倍率按下式计算实际的用电量。实用倍率按下式计算 bKKKKBUIUI一、电量的抄读一、电量的抄读 一个抄表周期内，电能表测得的实际用电量按下式计一个抄表周期内，电能表测得的实际用电量按下式计算算 若发现后次抄表示数小于前次抄表示数，只要若发现后次抄表示数小于前次抄表示数，只要不

30、属于转盘反转，则说明计度器的各位字轮（或指针）不属于转盘反转，则说明计度器的各位字轮（或指针）均翻转一次。这时，电能表测得的实际用电量应按下均翻转一次。这时，电能表测得的实际用电量应按下式计算式计算 式中 m计度器整数位窗口的位数 BWWW)(12BWWWm)10(12二、退、补电量的计算二、退、补电量的计算 当电能表接线有错误时，必然会出现电能表不计、多计或少计电量的问题。所以，经接线检查发现错误后，除应改正接线外，还应该更正电量。所谓更正电量就是根据错误期间的抄见电量，求出实际的用电量，并进行电量的退、补工作。我们常用更正系数法来计算退、补电量。 二、退、补电量的计算二、退、补电量的计算 更正系数法又称计算法。用计算法求退、补电量，必须首先求出更正系数K